Труды КНЦ вып.8 (ЭНЕРГЕТИКА вып.4 1/2012(8)

Таблица 1 Нормируемые параметры импульсов тока молнии Уровень защиты Первый импульс Последующий импульс I II III-IV I II III-IV I, кА 200 150 100 50 37,5 25 k 0.93 0.93 0.93 0.993 0.993 0.993 t1, мкс 19 19 19 0.454 0.454 0.454 t2, мкс 485 485 485 143 143 143 Фронт последующего импульса значительно короче (0.25 мкс), чем у первого импульса (10 мкс). При этом расстояние, проходимое электромагнитной волной от источника за время фронта в воздухе, составит приблизительно 75 м (при скорости 300 м/мкс), а в грунте, для которого величины относительной диэлектрической проницаемости отличаются от единицы [3], оно будет в разы меньшим. Характерный размер ПС 110 кВ и выше с ОРУ - 50 и более метров. Таким образом, при данных параметрах последующего импульса заземляющие устройства указанных ПС будут представлять собой системы с распределенными параметрами, что значительно затрудняет анализ электромагнитных процессов, происходящих в них. Помимо этого, ПС ЕНЭС представляют собой сложные инфраструктурные объекты, на которых между молниеотводом (источником) и КЛ (приемником) могут располагаться объемные проводящие тела (железобетонные стены и пр.), а грунт может иметь неоднородности как в вертикальном направлении, так и в горизонтальном. Указанные особенности делают невозможным применение методов теории цепей при анализе процессов при последующих ударах молнии в систему молниезащиты ПС. Одним из численных методов применяемых для решения уравнений Максвелла в характерных для объектов электроэнергетики условиях является FDTD-метод [4]. В работе этот метод применен для оценки влияния конфигурации заземляющего устройства на величину перенапряжений в КЛ, жилы которых не заземлены вблизи от молниеотвода. Критерий оценки влияния конфигурации ЗУ на величину перенапряжений. В качестве критерия оценки влияния конфигурации ЗУ на перенапряжения в КЛ выбрана максимальная за время расчета величина напряженности электрического поля вдоль трассы вторичных цепей, совпадающая с ней по направлению. Данная величина определяет ток помехи на участке КЛ длиной dl, т.е. корреллирует с уровнем перенапряжений. Одновременно, используя данный подход, при сохранении взаимного расположения молниеотвода и КЛ, исключается влияние на результат расчета параметров КЛ, а также характера нагрузки и т.п. Методика расчета. Расчетная область поделена на кубические ячейки (ячейки Yee) с размером ребра А. В серединах граней и ребер ячейки расположены искомые составляющие векторов напряженности магнитного поля Н и электрического поля Е. Вид ячейки представлен на рис.1. Метод FDTD использует дискретный вид записи уравнений Максвелла: 46